JP7305903B1 - Multi-tasking device, control method for multi-tasking device, and program for executing control method - Google Patents
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Abstract
切削加工と摩擦攪拌接合とを実行するための複合加工装置の制御方法は、複合加工装置に取付可能な複数の工具のそれぞれが切削加工用の工具と摩擦攪拌接合用の工具とのいずれであるかを表す工具情報を取得し、複数の工具のうち、複合加工装置によって実行される加工プログラムによって呼び出される実行工具を表す命令を取得し、工具情報及び命令に基づいて実行工具が切削加工用の工具であると判定すると、切削加工において複合加工装置に設けられた温度センサから検出された温度に基づく実行工具の位置の補正を有効とし、工具情報及び命令に基づいて実行工具が摩擦攪拌接合用の工具であると判定すると、摩擦攪拌接合において実行工具にかかる荷重を求め、荷重に基づく実行工具の位置の補正を有効とする、ことを含む。A method of controlling a multi-tasking apparatus for performing cutting and friction stir welding includes obtaining tool information indicating whether each of a plurality of tools attachable to the multi-tasking apparatus is a cutting tool or a friction stir welding tool, obtaining an instruction representing an execution tool called by a machining program executed by the multi-tasking apparatus among the plurality of tools, determining that the execution tool is a cutting tool based on the tool information and the instruction; validating the correction of the position of the execution tool based on the tool information and determining that the execution tool is a tool for friction stir welding based on the tool information and the instruction, obtaining the load applied to the execution tool in friction stir welding, and validating the correction of the position of the execution tool based on the load.
Description
本発明は、複合加工装置、複合加工装置の制御方法、及び、制御方法を実行させるためのプログラムに関する。 The present invention relates to a multi-tasking apparatus, a control method for the multi-tasking apparatus, and a program for executing the control method.
切削加工と摩擦攪拌接合とをともに実行可能な複合加工装置(Combined Machining Apparatus)が知られている(例えば、特許文献1)。工具の制御は、切削加工に適した位置制御(例えば、特許文献2)と、摩擦攪拌接合に適した推力制御(例えば、特許文献3)の2つの方法があることが知られている。 A combined machining apparatus capable of performing both cutting and friction stir welding is known (for example, Patent Document 1). It is known that there are two methods of tool control: position control suitable for cutting (for example, Patent Document 2) and thrust control suitable for friction stir welding (for example, Patent Document 3).
特許文献2の方法は、工具の種類に応じて位置制御のパラメータを変更することができるが、推力制御に関しては何ら開示していない。特許文献1や特許文献3は、工具の種類を自動で検出して制御パラメータを切り替えることは開示していない。
The method of
本願に開示される技術の目的は、工具の種類に応じて位置制御と推力制御を自動で切り替えることが可能な複合加工装置、制御方法、及び、プログラムを提供する。 An object of the technology disclosed in the present application is to provide a multitasking machine, control method, and program capable of automatically switching between position control and thrust control according to the type of tool.
本開示の第1態様に係る制御方法は、切削加工と摩擦攪拌接合とを実行するための複合加工装置の制御方法であって、複合加工装置に取付可能な複数の工具のそれぞれが、切削加工用の工具と、摩擦攪拌接合用の工具とのいずれであるかを表す工具情報を取得することを含む。当該制御方法は、複数の工具のうち、複合加工装置によって実行される加工プログラムによって呼び出される実行工具を表す命令を取得することを含む。当該制御方法は、工具情報及び命令に基づいて、実行工具が切削加工用の工具と摩擦攪拌接合用の工具のうちのいずれであるかを判定することを含む。当該制御方法は、実行工具が切削加工用の工具であると判定すると、切削加工において複合加工装置に設けられた温度センサから検出された温度に基づく実行工具の位置の補正を有効とすることを含む。当該制御方法は、実行工具が摩擦攪拌接合用の工具であると判定すると、摩擦攪拌接合において実行工具にかかる荷重を求め、荷重に基づく実行工具の位置の補正を有効とすることを含む。 A control method according to a first aspect of the present disclosure is a control method for a multitasking apparatus for performing cutting and friction stir welding, wherein each of a plurality of tools attachable to the multitasking apparatus performs cutting and acquisition of tool information indicating whether the tool is for friction stir welding or for friction stir welding. The control method includes obtaining an instruction representing an execution tool called by a machining program executed by a multi-tasking machine, among a plurality of tools. The control method includes determining whether the execution tool is a cutting tool or a friction stir welding tool, based on the tool information and the command. The control method enables correction of the position of the execution tool based on the temperature detected by the temperature sensor provided in the multitasking apparatus in cutting when the execution tool is determined to be a cutting tool. include. The control method includes obtaining the load applied to the execution tool in friction stir welding and validating the correction of the position of the execution tool based on the load when it is determined that the execution tool is a tool for friction stir welding.
本開示の第2態様によれば、第1態様による制御方法では、実行工具にかかる荷重を求めることは、複合加工装置または摩擦攪拌接合用の工具に設けられた荷重センサによって検出された荷重を取得することを含む。なお、荷重に基づく実行工具の位置の補正を指示する推力補正コードは、荷重センサの値のうち、荷重が0に相当するセンサの出力値を規定するコードを含むことが好ましい。 According to the second aspect of the present disclosure, in the control method according to the first aspect, obtaining the load applied to the execution tool is the load detected by the load sensor provided on the tool for multitasking processing equipment or friction stir welding. Including getting. The thrust force correction code for instructing correction of the position of the execution tool based on the load preferably includes a code that defines the output value of the sensor corresponding to zero load among the values of the load sensor.
本開示の第3態様によれば、第1態様または第2態様による制御方法では、実行工具にかかる荷重に基づく実行工具の位置の補正は、実行工具の回転軸方向の位置の補正である。 According to the third aspect of the present disclosure, in the control method according to the first aspect or the second aspect, the correction of the position of the execution tool based on the load applied to the execution tool is correction of the position of the execution tool in the rotation axis direction.
本開示の第4態様によれば、第1態様から第3態様のいずれかによる制御方法では、温度に基づく実行工具の位置の補正を有効にすることは、温度センサから検出された温度に基づいて、温度センサから検出される温度が基準温度である場合の実行工具の刃先の位置からの位置ずれを推定して、切削加工において位置ずれに基づく実行工具の位置の補正を実行することを含む。 According to a fourth aspect of the present disclosure, in the control method according to any one of the first to third aspects, enabling the correction of the position of the execution tool based on the temperature is based on the temperature detected by the temperature sensor. and estimating the positional deviation from the cutting edge position of the execution tool when the temperature detected by the temperature sensor is the reference temperature, and correcting the position of the execution tool based on the positional deviation in cutting. .
本開示の第5態様によれば、第1態様から第4態様のいずれかによる制御方法では、温度に基づく実行工具の位置の補正を有効にすることは、加工プログラムの実行工具による加工を規定する部分において、荷重に基づく実行工具の位置の補正を指示する推力補正コードが含まれていても、推力補正コードを無視することを含む。 According to the fifth aspect of the present disclosure, in the control method according to any one of the first to fourth aspects, enabling correction of the position of the execution tool based on the temperature defines machining by the execution tool of the machining program. ignoring the thrust force correction code even if the thrust force correction code instructing the correction of the position of the execution tool based on the load is included in the portion where the force is applied.
本開示の第6態様によれば、第5態様による制御方法では、温度に基づく実行工具の位置の補正を有効にすることは、加工プログラムの実行工具による加工を規定する部分において、荷重に基づく実行工具の位置の補正を指示する推力補正コードが含まれていると、エラーメッセージを報知することを含む。 According to the sixth aspect of the present disclosure, in the control method according to the fifth aspect, enabling correction of the position of the execution tool based on the temperature is performed in a portion of the machining program that defines machining by the execution tool, based on the load. This includes announcing an error message when a thrust correction code instructing correction of the position of the executing tool is included.
本開示の第7態様によれば、第1態様から第6態様のいずれかによる制御方法では、荷重に基づく実行工具の位置の補正を有効にすることは、加工プログラムの実行工具による加工を規定する部分において荷重に基づく実行工具の位置の補正を指示する推力補正コードが含まれていると、推力補正コードを実行することを含む。 According to the seventh aspect of the present disclosure, in the control method according to any one of the first to sixth aspects, enabling correction of the position of the execution tool based on the load defines machining by the execution tool of the machining program. including executing the thrust correction code when the portion to execute includes thrust correction code that directs correction of the position of the tool based on the load.
本開示の第8態様によれば、第7態様による制御方法では、荷重に基づく実行工具の位置の補正を有効にすることは、加工プログラムの実行工具による加工を規定する部分において推力補正コードが含まれていないと、実行工具にかかる荷重に基づく実行工具の位置の補正も温度に基づく実行工具の位置の補正も実行しないことを含む。 According to the eighth aspect of the present disclosure, in the control method according to the seventh aspect, enabling correction of the position of the execution tool based on the load means that the thrust force correction code is If not included, it includes not performing a correction of the position of the working tool based on the load on the working tool or based on the temperature.
本開示の第9態様によれば、第1態様から第8態様のいずれかによる制御方法は、ユーザによって入力された工具情報を記憶手段に記憶することをさらに含む。工具情報を取得することは、工具情報を記憶手段から読みだすことを含む。 According to a ninth aspect of the present disclosure, the control method according to any one of the first to eighth aspects further includes storing the tool information input by the user in the storage means. Acquiring the tool information includes reading the tool information from the storage means.
本開示の第10態様によれば、第1態様から第9態様のいずれかによる制御方法では、実行工具にかかる荷重に基づく実行工具の位置の補正は、荷重が実質的に変わらないように、実行工具の位置をフィードバック補正することを含む。 According to the tenth aspect of the present disclosure, in the control method according to any one of the first to ninth aspects, the correction of the position of the execution tool based on the load applied to the execution tool is performed so that the load does not substantially change. Including feedback correction of the position of the running tool.
本開示の第11態様に係るプログラムは、複合加工装置のハードウェアプロセッサによる実行時に、第1態様から第10態様のいずれかによる制御方法の処理をハードウェアプロセッサに実行させる指示を備える。 A program according to an eleventh aspect of the present disclosure, when executed by a hardware processor of a multi-tasking apparatus, includes instructions that cause the hardware processor to execute the control method according to any one of the first to tenth aspects.
本開示の第12態様に係る複合加工装置は、第1態様から第10態様のいずれかによる制御方法の処理を実行する手段と、工具情報を記憶するように構成される記憶手段と、切削加工用の工具と摩擦攪拌接合用の工具との両方を取付け可能な主軸と、主軸と摩擦攪拌接合用の工具との少なくとも一方に設けられ、荷重を検出するための荷重センサと、温度センサと、を備える。 A multitasking apparatus according to a twelfth aspect of the present disclosure includes means for executing processing of the control method according to any one of the first to tenth aspects, storage means configured to store tool information, and cutting a spindle to which both a tool for friction stir welding and a tool for friction stir welding can be attached; a load sensor for detecting a load provided on at least one of the spindle and the tool for friction stir welding; Prepare.
本開示の第13態様によれば、第12態様による複合加工装置は、切削加工用の工具と摩擦攪拌接合用の工具との両方を収納可能な工具マガジンと、工具マガジンと主軸との間で工具を交換するように構成される工具交換装置と、をさらに備える。 According to the thirteenth aspect of the present disclosure, the multitasking apparatus according to the twelfth aspect includes a tool magazine capable of storing both cutting tools and friction stir welding tools, and between the tool magazine and the spindle and a tool changer configured to change tools.
本開示の第14態様によれば、第12態様または第13態様による複合加工装置は、ユーザによって工具情報を入力するためのインタフェースをさらに備える。 According to a fourteenth aspect of the present disclosure, the multi-tasking apparatus according to the twelfth aspect or the thirteenth aspect further includes an interface for inputting tool information by the user.
本開示の第15態様によれば、第12態様から第14態様のいずれかによる複合加工装置では、記憶手段は、メモリである。第1態様から第10態様のいずれかによる制御方法の処理を実行する手段は、メモリに記憶された第11態様に係るプログラムと、プログラムを実行するハードウェアプロセッサとを含む。 According to a fifteenth aspect of the present disclosure, in the multi-tasking apparatus according to any one of the twelfth to fourteenth aspects, the storage means is a memory. A means for executing the processing of the control method according to any one of the first to tenth aspects includes a program according to the eleventh aspect stored in a memory, and a hardware processor that executes the program.
第1態様に係る制御方法と、第1態様による制御方法の処理をハードウェアプロセッサに実行させる第11態様に係るプログラムと、第1態様による制御方法の処理を実行する手段を備える第12態様に係る複合加工装置とでは、実行工具が切削加工用の工具であると判定すると、温度に基づく実行工具の位置の補正、すなわち位置制御を有効とし、実行工具が摩擦攪拌接合用の工具であると判定すると、荷重に基づく実行工具の位置の補正、すなわち推力制御を有効とする。したがって、工具の種類に応じて位置制御と推力制御を自動で切り替えることを可能とする。 A twelfth aspect comprising a control method according to the first aspect, a program according to an eleventh aspect that causes a hardware processor to execute the processing of the control method according to the first aspect, and means for executing the processing of the control method according to the first aspect. In such a combined processing apparatus, when it is determined that the execution tool is a tool for cutting, correction of the position of the execution tool based on temperature, that is, position control is enabled, and it is determined that the execution tool is a tool for friction stir welding. If determined, correction of the position of the execution tool based on the load, that is, thrust control is enabled. Therefore, it is possible to automatically switch between position control and thrust control according to the type of tool.
第2態様に係る制御方法と、第2態様による制御方法の処理をハードウェアプロセッサに実行させる第11態様に係るプログラムと、第2態様による制御方法の処理を実行する手段を備える第12態様に係る複合加工装置とでは、実行工具にかかる荷重が複合加工装置または摩擦攪拌接合用の工具に設けられた荷重センサによって検出するため、高精度に実行工具にかかる荷重を検出することができる。また、荷重に基づく実行工具の位置の補正を指示する推力補正コードは、荷重センサの値のうち、荷重が0に相当するセンサの出力値を規定するコードを含む場合、ロードセルの組付け、温度上昇等の影響により荷重センサから信号が出ている場合にその信号の値を無視することができる。 A twelfth aspect comprising a control method according to the second aspect, a program according to an eleventh aspect that causes a hardware processor to execute the control method processing according to the second aspect, and means for executing the control method processing according to the second aspect. With such a composite processing apparatus, the load applied to the execution tool is detected by a load sensor provided on the composite processing apparatus or the tool for friction stir welding, so the load applied to the execution tool can be detected with high accuracy. Further, if the thrust force correction code for instructing the correction of the position of the execution tool based on the load includes a code that defines the output value of the sensor corresponding to a load of 0 among the values of the load sensor, the assembly of the load cell, the temperature When a signal is output from the load sensor due to the influence of a rise or the like, the signal value can be ignored.
第3態様に係る制御方法と、第3態様による制御方法の処理をハードウェアプロセッサに実行させる第11態様に係るプログラムと、第3態様による制御方法の処理を実行する手段を備える第12態様に係る複合加工装置とでは、回転軸方向の位置補正のため、刃先抵抗を効率よく減少させることができ、加工品質を向上させることができる。 A twelfth aspect comprising a control method according to a third aspect, a program according to an eleventh aspect that causes a hardware processor to execute the processing of the control method according to the third aspect, and means for executing the processing of the control method according to the third aspect. With such a combined machining apparatus, the cutting edge resistance can be efficiently reduced due to the position correction in the direction of the rotation axis, and the machining quality can be improved.
第4態様に係る制御方法と、第4態様による制御方法の処理をハードウェアプロセッサに実行させる第11態様に係るプログラムと、第4態様による制御方法の処理を実行する手段を備える第12態様に係る複合加工装置とでは、実行工具が切削加工用の工具であるとき、温度に基づく実行工具の刃先位置を実行するため、切削加工における加工品質を向上させることができる。 A twelfth aspect comprising a control method according to a fourth aspect, a program according to an eleventh aspect that causes a hardware processor to execute the processing of the control method according to the fourth aspect, and means for executing the processing of the control method according to the fourth aspect. With such a combined processing apparatus, when the tool to be executed is a tool for cutting, the cutting edge position of the tool to be executed is determined based on the temperature, so that the machining quality in cutting can be improved.
第5態様に係る制御方法と、第5態様による制御方法の処理をハードウェアプロセッサに実行させる第11態様に係るプログラムと、第5態様による制御方法の処理を実行する手段を備える第12態様に係る複合加工装置とでは、実行工具が切削加工用の工具であるとき、推力制御のコードを無視するので、誤ってプログラムに推力制御コードをいれても、本来切削加工で必要な位置制御を有効とすることができる。その結果、切削加工の加工品質を向上させることができる。 A twelfth aspect comprising a control method according to a fifth aspect, a program according to an eleventh aspect that causes a hardware processor to execute the processing of the control method according to the fifth aspect, and means for executing the processing of the control method according to the fifth aspect. With such a multitasking machine, when the execution tool is a cutting tool, the thrust control code is ignored, so even if the thrust control code is mistakenly inserted into the program, the position control originally required for cutting is effective. can be As a result, the processing quality of cutting can be improved.
第6態様に係る制御方法と、第6態様による制御方法の処理をハードウェアプロセッサに実行させる第11態様に係るプログラムと、第6態様による制御方法の処理を実行する手段を備える第12態様に係る複合加工装置とでは、実行工具が切削加工用の工具であるとき、誤ってプログラムに推力制御コードをいれられていると、エラーメッセージを表示するため、ユーザは、無効なコードを入力してしまったことに気づくことができ、ユーザエクスペリエンスを向上させることができる。 A twelfth aspect comprising a control method according to a sixth aspect, a program according to an eleventh aspect that causes a hardware processor to execute the processing of the control method according to the sixth aspect, and means for executing the processing of the control method according to the sixth aspect. With such a multitasking machine, if the execution tool is a cutting tool and a thrust force control code is mistakenly entered into the program, an error message is displayed, so the user must enter an invalid code. You can notice what has gone wrong and improve the user experience.
第7態様に係る制御方法と、第7態様による制御方法の処理をハードウェアプロセッサに実行させる第11態様に係るプログラムと、第7態様による制御方法の処理を実行する手段を備える第12態様に係る複合加工装置とでは、実行工具が摩擦攪拌接合用の工具であるとき、推力補正コードによって推力制御の実行を定めることができるので、ユーザは推力制御を実行するか否かを自由に定めることができる。 A twelfth aspect comprising a control method according to a seventh aspect, a program according to an eleventh aspect that causes a hardware processor to execute the processing of the control method according to the seventh aspect, and means for executing the processing of the control method according to the seventh aspect. With such a combined machining apparatus, when the tool to be executed is a tool for friction stir welding, execution of thrust control can be determined by the thrust correction code, so the user can freely determine whether or not to execute thrust control. can be done.
第8態様に係る制御方法と、第8態様による制御方法の処理をハードウェアプロセッサに実行させる第11態様に係るプログラムと、第8態様による制御方法の処理を実行する手段を備える第12態様に係る複合加工装置とでは、実行工具が摩擦攪拌接合用の工具であるとき、推力補正コードが無い場合、位置制御も推力制御もいずれも実行しないようにすることができるので、ユーザはプログラムのオリジナルコードを選択的に実行することができる。 A twelfth aspect comprising a control method according to an eighth aspect, a program according to an eleventh aspect that causes a hardware processor to execute the processing of the control method according to the eighth aspect, and means for executing the processing of the control method according to the eighth aspect. With such a multitasking machine, when the execution tool is a tool for friction stir welding, if there is no thrust force correction code, neither position control nor thrust force control can be executed, so the user can change the program original Code can be selectively executed.
第9態様に係る制御方法と、第9態様による制御方法の処理をハードウェアプロセッサに実行させる第11態様に係るプログラムと、第9態様による制御方法の処理を実行する手段を備える第12態様に係る複合加工装置とでは、新規の工具が切削加工用の工具であるか、摩擦攪拌接合用の工具であるかを記憶手段にユーザが登録し、その記憶手段に登録された情報をもとに複合加工装置は、自動で切削加工用の工具か摩擦攪拌接合用の工具かを自動で判別することができる。 A twelfth aspect comprising a control method according to a ninth aspect, a program according to an eleventh aspect that causes a hardware processor to execute the processing of the control method according to the ninth aspect, and means for executing the processing of the control method according to the ninth aspect. In such a multitasking apparatus, a user registers whether a new tool is a tool for cutting or a tool for friction stir welding in a storage means, and based on the information registered in the storage means The multitasking machine can automatically determine whether the tool is for cutting or friction stir welding.
第10態様に係る制御方法と、第10態様による制御方法の処理をハードウェアプロセッサに実行させる第11態様に係るプログラムと、第10態様による制御方法の処理を実行する手段を備える第12態様に係る複合加工装置とでは、推力を一定とするように推力制御できるので、摩擦攪拌接合の加工品質を向上させることができる。 A twelfth aspect comprising a control method according to a tenth aspect, a program according to an eleventh aspect that causes a hardware processor to execute the processing of the control method according to the tenth aspect, and means for executing the processing of the control method according to the tenth aspect. Since the thrust can be controlled so as to keep the thrust constant with such a combined machining apparatus, the machining quality of the friction stir welding can be improved.
第13態様に係る複合加工装置では、切削加工用の工具と摩擦攪拌接合用の工具とを工具の種類を区別することなく収納できるため、工具マガジンの工具保管ポケットを有効に活用できる。さらに、切削加工用の工具と摩擦攪拌接合用の工具とを機械的に入れ替えることができるので、自動化できる製造プロセスを増加させることができる。 In the multitasking apparatus according to the thirteenth aspect, the tools for cutting and the tools for friction stir welding can be stored without distinguishing between the types of the tools, so that the tool storage pocket of the tool magazine can be effectively used. Furthermore, since the cutting tool and the friction stir welding tool can be mechanically exchanged, the number of manufacturing processes that can be automated can be increased.
第14態様に係る複合加工装置では、ユーザが工具情報を複合加工装置から入力することができるので、工具情報の登録作業が容易となる。また、工具情報から切削加工用の工具か摩擦攪拌接合用の工具かを確認することできるため、複合加工装置の工具マガジンにどのような工具が取り付けられているかを確認する必要がなく、プログラムの作成や修正が容易となる。 In the multi-tasking apparatus according to the fourteenth aspect, the user can input tool information from the multi-tasking apparatus, which facilitates tool information registration work. In addition, since it is possible to check whether the tool is for cutting or friction stir welding from the tool information, there is no need to check what kind of tools are attached to the tool magazine of the multitasking machine, and the program can Easy to create and modify.
第15態様に係る複合加工装置では、汎用的なアーキテクチャで第1態様~第10態様に係る制御を実現することができるので、複合加工装置の製造コストを低減することができる。 In the multi-tasking apparatus according to the fifteenth aspect, since the controls relating to the first to tenth aspects can be realized with a general-purpose architecture, the manufacturing cost of the multi-tasking apparatus can be reduced.
本願に開示される技術によれば、工具の種類に応じて位置制御と推力制御を自動で切り替えることが可能な複合加工装置、制御方法、及び、プログラムを提供することができる。 According to the technology disclosed in the present application, it is possible to provide a combined machining apparatus, control method, and program capable of automatically switching between position control and thrust control according to the type of tool.
以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。なお、図中において同じ符号は、対応するまたは実質的に同一の構成を示している。
<実施形態>
<複合加工装置1の構成>
図1は、実施形態に係る切削加工と摩擦攪拌接合とを実行するための複合加工装置1の外観構成を示す斜視図である。図2は、実施形態に係る複合加工装置1の電子回路の構成を示す図である。図1に示すように、複合加工装置1は、制御盤10と、ワークW(図3、図4参照)を保持する加工テーブル11と、ワークWに対してXYZ方向にそれぞれ移動可能な加工ヘッド12と、工具マガジン15と、工具交換装置16とを備える。なお、図1には表示されていないが、複合加工装置1は、制御盤10以外の上述の構成を覆うカバーをさらに備えてもよい。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing its embodiments. In addition, the same reference numerals in the drawings indicate corresponding or substantially the same configurations.
<Embodiment>
<Structure of
FIG. 1 is a perspective view showing the external configuration of a
図2を参照すると、制御盤10は、複合加工装置1の動作を制御する数値制御装置2と、当該数値制御装置2が実行する加工制御における加工条件等をユーザが入力するためのキー、ボタン、ダイヤル、タッチパネルなどの入力インタフェース10aと、ユーザに加工条件や各種センサによる検出結果等を表示する表示装置10bと、を備える。数値制御装置2は、ハードウェアプロセッサ3と、メモリ4と、バス5と、入出力インタフェース6とを有している。メモリ4は、接合プログラムや切削プログラム等の加工プログラム7と、工具を制御するための制御プログラム8と、工具が切削加工用の工具と摩擦攪拌接合用の工具とのいずれであるかを表す工具情報を格納する工具データ9とを記憶する。メモリ4は、記憶手段と呼称してもよい。つまり、記憶手段は、工具情報を記憶するように構成される。ハードウェアプロセッサ3は、各種プログラムを実行する。以降の実施形態において、ハードウェアプロセッサ3を単にプロセッサ3と呼称してもよい。
Referring to FIG. 2, the
図3及び図4は、図1に示した複合加工装置1の加工ヘッド12の概要を示す断面図である。図3及び図4に示すように、加工ヘッド12は、筐体をなす中空の主軸フレーム12aと、主軸フレーム12aに内包される主軸12bと、を含む。加工ヘッド12の主軸フレーム12aは、図2に示されるXYZ駆動機構13に取り付けられてXYZの3軸方向に移動可能とされている。また、主軸12bの一端は、例えばモータなどの回転駆動装置14に接続されて回転軸AX1の周りに回転するように構成される。回転駆動装置14は、主軸フレーム12aに固定されたステータ14sと、主軸12bに固定されたロータ14rとを含む。XYZ駆動機構13や回転駆動装置14は、入出力インタフェース6を介して数値制御装置2に接続される。
3 and 4 are cross-sectional views showing the outline of the
加工ヘッド12の下端には、工具ホルダ17が着脱自在に取り付けられる。図3は、実施形態による摩擦攪拌接合用の工具T1を示している。摩擦攪拌接合とは、工具T1の先端のプローブTTを回転させながら2つのワークW1、W2の間に挿入して、摩擦熱によりそれぞれの金属材料を軟化し攪拌することによって2つのワークW1、W2を接合させることを言う。図4は、実施形態による切削加工用の工具T2を示している。図3及び図4に示すように、工具T1、T2は、工具ホルダ17に保持される。
A
工具ホルダ17はその上端にプルスタッド18を有し、プルスタッド18に接続される略円錐台形状のホルダフランジ17Fを有している。ホルダフランジ17Fは、主軸12bの回転軸AX1に対する径方向に切り欠いた溝部17Gを有している。一方、主軸12bにはプルスタッド18と嵌合可能なコレットチャック19と、溝部17Gと嵌合可能なキー部12Kを有している。コレットチャック19は、主軸12bの回転軸AX1に沿う回転軸方向DXに移動可能である。コレットチャック19は、回転軸方向DXのうち、プルスタッド18から工具T1、T2に向かう第1方向DR1にシフトすると、回転軸AX1に対する径方向に開くように構成され、プルスタッド18が着脱可能となる。コレットチャック19は、回転軸方向DXのうち、工具T1、T2からプルスタッド18に向かう第2方向DR2にシフトすると、回転軸AX1に対する径方向に閉じるように構成され、プルスタッド18と嵌合される。プルスタッド18がコレットチャック19に嵌合することによって工具ホルダ17が主軸14bに固定される。このとき、主軸12bのキー部12Kが工具ホルダ17の溝部17Gに嵌合するため、工具ホルダ17の主軸12bに対する回転が規制される。したがって、主軸14bは、切削加工用の工具T2と摩擦攪拌接合用の工具T1との両方を取付け可能である。以降の実施形態において、主軸14bに取り付けられた工具を実行工具TEと呼ぶ。
The
図3に示すように、摩擦攪拌接合用の工具T1は、ロードセルなどの荷重センサ20を有している。荷重センサ20には図示しない電磁誘導カプラによって電力が供給され、荷重センサ20は、検出された荷重値を無線通信によって数値制御装置2に送信することができる。つまり、入出力インタフェース6は、無線通信インタフェースを含む。なお、図3の例では、荷重センサ20は、摩擦攪拌接合用の工具T1に設けられているが、主軸12bに設けられてもよい。図3にはこのような荷重センサの例としてセンサ20Xを図示している。また、加工ヘッド12を移動させるXYZ移動機構13のサーボモータにかかる負荷を利用することで、サーボモータを荷重センサ20として用いてもよい。
As shown in FIG. 3, the friction stir welding tool T1 has a
図3及び図4に示すように、主軸フレーム12a及び主軸12bは、熱電対などの温度センサ21a、21bを有している。温度センサ21aは有線によって電力が供給され、温度センサ21bは図示しない電磁誘導カプラによって電力が供給される。温度センサ21a、21bは、検出された温度を表す値を無線通信によって数値制御装置2に送信することができる。温度センサ21aは無線に代えて有線で検出された温度を表す値を数値制御装置2に送信してもよい。図4に示すように、切削加工用の工具T2は、温度センサ21cを有している。温度センサ21cは、荷重センサ20と同様に、図示しない電磁誘導カプラによって電力が供給され、検出された温度を表す値を無線通信によって数値制御装置2に送信することができる。なお、温度センサ21a~21cのうちのいずれかが省略されてもよい。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
工具マガジン15は、摩擦攪拌接合用の工具T1を保持する工具ホルダ17と、切削加工用の工具T2を保持する工具ホルダ17との両方を収納可能である。図5は、工具マガジン15と工具交換装置17とを示す拡大斜視図である。工具マガジン15は、複数の工具ホルダ17を保持する複数の保持部15aと、複数の保持部15aを周囲軌道に沿って移動させる保持部移動装置15bと、を有する。工具マガジン15は、工具マガジン15に保管されている工具ホルダ17を、工具交換装置16がアクセス可能な待機位置PHに移動させるホルダ取出装置15cを有していてもよい。
The
工具交換装置16は、工具マガジン15と主軸12bとの間で工具を交換するように構成される。工具交換装置16は、工具交換アーム16aと、工具交換アーム16aを回転させるアーム回転装置16bと、工具交換アーム16aを直線的に移動させるアーム移動装置16cとを有する。アーム回転装置16bは、工具交換アーム16aを、追加回転軸AX2周りに回転させる。また、アーム移動装置16cは、工具交換アーム16aを追加回転軸AX2に平行な方向に移動させる。工具交換装置16は、交換前後の工具ホルダ17を把持可能なマジックハンドに類似した構成の把持部16d、16eを有する。
The
<制御プログラムの動作>
つぎに、図2の制御プログラム8の動作、すなわち、複合加工装置1の制御の詳細について説明する。図6は、複合加工装置1の制御方法、すなわち、制御プログラム8の動作のフローチャートである。制御プログラム8は、複合加工装置1のハードウェアプロセッサ3による実行時に、図6及び図6に付随する図8~図11に記載の制御方法の処理をハードウェアプロセッサ3に実行させる指示を備える。図6及び図6に付随する図8~図11に記載の制御方法の処理を実行する手段は、メモリ4に記憶された制御プログラム8と、制御プログラム8を実行するハードウェアプロセッサ3とを含む。図6を参照すると、ステップS1において、当該制御方法において、制御プログラム8を実行するプロセッサ3は、複合加工装置1に取付可能な複数の工具のそれぞれが、切削加工用の工具T2と、摩擦攪拌接合用の工具T1とのいずれであるかを表す工具情報(工具データ9)を取得する。工具情報を取得することは工具情報をメモリ4(記憶手段)から読みだすことを含む。<Control program operation>
Next, the details of the operation of the
図7Aは、切削加工用の工具T2の工具データ9の一例である。図7Bは、摩擦攪拌接合用の工具T1の工具データ9の一例である。なお、切削加工用の工具T2の工具データ9は、他の補正用のパラメータを含んでよい。図7A及び図7Bを参照すると、TNo.はTコードに相当する。Tコードは、Tコードに応じて工具マガジン15の複数の保持部15aのうちどの保持部15aに保持されている工具ホルダ17であるかを示している。したがって、異なる複数の保持部15aには異なるTコードが割り当てられる。Tコードは、工具名と呼径とサフィックスとの組み合わせに対応する。サフィックスは任意のアルファベットを割り当て可能である。したがって、複数の同じ工具に対してサフィックスを変えることによって異なるTコードを割り当て可能である。
FIG. 7A is an example of the
各Tコードに対応する工具が摩擦攪拌接合用の工具T1であるか、切削加工用の工具T2であるかは、工具を表す命令の1つである工具名に基づいて判定することができる。摩擦攪拌接合用の工具T1の工具名は、FSWツールである。切削加工用の工具T2の工具名は、FSWツール以外の名称である。図7A及び図7Bを参照すると、工具データ9は、Tコード、工具名、呼径、サフィックス以外に、工具長、工具径、プローブ径、ショルダ径(工具T1のうち、接合中に材料表面に接触する、プローブTTより大径の部分)などの他の工具の属性情報、長補正量、径補正量などの工具の摩耗等を考慮した補正パラメータを含んでもよい。ただし、工具データ9は、Tコード、工具名、呼径、サフィックス以外の情報を含まなくてもよい。各Tコードに対応する工具が摩擦攪拌接合用の工具T1であるか、切削加工用の工具T2であるかは、工具の命令の1つとして工具名がFSWツールの場合をあげたが、図7A及び図7Bの通り、切削加工用の工具と摩擦攪拌接合用の工具を比較すると、摩擦攪拌接合用の工具は、プローブ径、ショルダ径など摩擦攪拌接合用の工具固有の項目がある。このため、もし、加工プログラム7が工具固有の項目を含む場合、制御プログラム8を実行するプロセッサ3は、工具名によらず、摩擦攪拌接合用の工具固有の項目で、工具を表す命令として判定してもよい。
Whether the tool corresponding to each T-code is the friction stir welding tool T1 or the cutting tool T2 can be determined based on the tool name, which is one of the commands representing the tool. The tool name of the tool T1 for friction stir welding is FSW tool. The tool name of the cutting tool T2 is a name other than the FSW tool. Referring to FIGS. 7A and 7B,
つぎに、図6のステップS2において、当該制御方法において、制御プログラム8を実行するプロセッサ3は、加工プログラム7によって呼び出させる各加工プロセス(切削加工、摩擦攪拌接合などの、1つの工具によって連続的に行われる加工のそれぞれ)において使用される実行工具TEを表す命令を取得する。その命令とは、具体的には、工具名を表す命令である。ステップS3において、当該制御方法において、制御プログラム8を実行するプロセッサ3は、工具情報及び当該命令に基づいて、実行工具TEが摩擦攪拌接合用の工具T1と切削加工用の工具T2とのうちのいずれであるかを判定する。より具体的には、制御プログラム8を実行するプロセッサ3は、実行工具TEの工具名がFSWツールであるとき、実行工具TEが攪拌接合用の工具T1であると判定する。制御プログラム8を実行するプロセッサ3は、実行工具TEの工具名がFSWツール以外の名称であるとき、実行工具TEが切削加工用の工具T2であると判定する。
Next, in step S2 of FIG. 6, in the control method, the
当該制御方法において、制御プログラム8を実行するプロセッサ3は、ステップS3において実行工具TEが摩擦攪拌接合用の工具T1であると判定すると、ステップS4において、荷重センサ20(20X)から検出された実行工具TEにかかる荷重に基づく実行工具TEの位置の補正(推力制御)を有効とする。この推力制御とは、例えば、特許文献3にも示されるように、荷重センサ20(20X)から検出された実行工具TEにかかる荷重が工具T1の挿入深さ(XYZ駆動機構13から取得可能)に対応する目標荷重に近づくように、制御プログラム8を実行するプロセッサ3が、工具T1の挿入位置(XYZ駆動機構13に送る位置指令)を制御する。好ましくは、実行工具TEにかかる荷重に基づく実行工具TEの位置の補正は、荷重が実質的に変わらないように、実行工具TEの位置をフィードバック補正することを含む。なお、荷重に基づく実行工具TEの位置の補正は、実行工具TEの回転軸方向DXの位置の補正である。
In the control method, when the
当該制御方法において、制御プログラム8を実行するプロセッサ3は、ステップS3において実行工具TEが切削加工用の工具T2であると判定すると、ステップS5において、切削加工において温度センサ21a~21cから検出された温度に基づく実行工具TEの位置の補正(位置制御)を有効とする。この位置制御とは、例えば、国際公報第2021/044491号公報に示されるように、温度センサ21a~21cから検出された温度に基づいて、温度センサ21a~21cから検出される温度が基準温度である場合の実行工具TEの刃先の位置からの位置ずれ(熱変位)を推定して、切削加工において位置ずれ(熱変位)に基づく実行工具TEの位置の補正を実行する。この場合、国際公報第2021/044491号公報に示されるように、温度センサ21a~21cごとに基準温度からの温度ずれにあらかじめ定めた係数を乗じてそれらの和を求めることによって位置ずれを推定してもよく、各温度センサ21a~21cの基準温度からの温度ずれに対応する刃先ずれをテーブル等で記憶しておき、当該テーブルを参照して位置ずれを推定してもよい。なお、温度に基づく実行工具TEの位置の補正は、実行工具TEの回転軸方向DXの位置の補正である。
In this control method, when the
上述のステップS2、S4、及び、S5は、加工プログラム7のプログラムフォーマットに応じて異なる。以下、加工プログラム7のプログラムフォーマットに基づく特有の処理について説明する。
The above steps S2, S4 and S5 differ according to the program format of the
図8は、ステップS2の動作の詳細を表すフローチャートである。図9は、ステップS3の動作の詳細を表すフローチャートである。図10は、ステップS4の動作の詳細を表すフローチャートである。図11は、ステップS5の動作の詳細を表すフローチャートである。図12Aは、切削加工の加工プログラム7の一例である。図12Bは、摩擦攪拌接合の加工プログラム7の一例である。図12A及び図12Bの加工プログラム7のプログラムフォーマットは、対話式フォーマットと呼ばれる。以下、対話式フォーマットにより記述された加工プログラム7を加工プログラム7Aと呼称する。
FIG. 8 is a flow chart showing the details of the operation of step S2. FIG. 9 is a flow chart showing the details of the operation of step S3. FIG. 10 is a flow chart showing the details of the operation of step S4. FIG. 11 is a flow chart showing details of the operation of step S5. FIG. 12A is an example of a
加工プログラム7Aは、複合加工装置1を数値制御するためのプログラムコードによって記述されている。加工プログラム7Aでは少なくとも以下の内容が定義される。
(1)共通ユニット:加工前のワークWの材質及び形状
(2)基本座標ユニット:ワーク座標系と機械座標系の設定方法
(3)加工ユニット:最終加工形状のうちの各部位(part)の加工法や加工形状
共通ユニット、基本座標ユニット、加工ユニットは、それぞれ、ユニット番号(unit number)を有している。The
(1) Common unit: Material and shape of workpiece W before machining (2) Basic coordinate unit: Method of setting workpiece coordinate system and machine coordinate system (3) Machining unit: Each part of the final machining shape The machining method, machining shape common unit, basic coordinate unit, and machining unit each have a unit number.
図12A及び図12Bは、上記ユニットのうち、加工ユニットのみを示している。加工ユニットは、ユニット番号UNo.と、加工内容を特定する情報(ユニット名)と、工具T1、T2及び工具T1、T2の切削条件(cutting condition)を設定する工具シーケンスTSと、当該加工ユニット内で加工される加工形状を規定する形状シーケンスSSとを含む。工具シーケンスTSとは、当該加工ユニットで規定される部位の加工形状(例えば、1つの棒材、1つのネジ穴)を形成する上で必要となる一連の加工段階(machining stages)をいう。形状シーケンスSSとは、加工形状を決定するためのワーク座標での工具の刃先の開始点、終了点、開始点と終了点との間の接続関係(直線、円弧など)によって定義されたセグメント(segment)の集合をいう。 12A and 12B show only the processing unit among the above units. The machining unit includes a unit number UNo., information (unit name) specifying machining details, a tool sequence TS for setting the tools T1 and T2 and the cutting conditions of the tools T1 and T2, and and a shape sequence SS that defines a machining shape to be machined in . A tool sequence TS refers to a series of machining stages required to form a machining shape (for example, one bar, one screw hole) of a portion defined by the machining unit. A shape sequence SS is a segment ( segment).
図12A及び図12Bの例では、加工ユニットが1つの工具シーケンスTSと1つの形状シーケンスSSとを有する例を示している。しかし、加工ユニットが複数の工具シーケンスを有してもよい。複雑な加工形状に対応するために、加工ユニットが複数の形状シーケンスを有してもよい。加工ユニットが複数の工具シーケンスと複数の形状シーケンスを有する場合、当該加工ユニットの実行においては、まず、工具シーケンスの並び順に1つ1つの工具シーケンスに対して次の工具シーケンスがプログラム上に出現するまでの全ての形状シーケンスに示された形状を生成できるように工具を動かすように実行される。各工具シーケンスは、シーケンス番号SNo.によって区別される。各形状シーケンスは、FIG項目に記載された番号によって区別される。 The examples of FIGS. 12A and 12B show examples in which the machining unit has one tool sequence TS and one shape sequence SS. However, a machining unit may also have more than one tool sequence. A machining unit may have multiple shape sequences to accommodate complex machining shapes. When a machining unit has a plurality of tool sequences and a plurality of shape sequences, in the execution of the machining unit, first, the following tool sequences appear on the program for each tool sequence in order of arrangement of the tool sequences. is executed to move the tool so that it can generate the shape shown in all shape sequences up to . Each tool sequence is distinguished by a sequence number SNo. Each shape sequence is distinguished by a number listed in the FIG entry.
工具シーケンスTSにおいて工具名がFSWツールであると、図12Bに示されるように、その工具シーケンスTSに対応する形状シーケンスSS夫々は、推力制御を行うか否かのコード(’推力制御’)と、推力を指定するコード(’推力’)を含む。推力制御を行う場合、’推力制御’の値は’する’であり、推力制御を行わない場合、’推力制御’の値は’しない’である。ここで、値’する’を含む’推力制御’コードと’推力’コードとを総称して、荷重に基づく実行工具TEの位置の補正を指示する推力補正コードと呼ぶ。形状シーケンスSSの’推力制御’コードの値が’しない’である場合、当該形状シーケンスSSは推力補正コードを含まないと定める。 If the tool name in the tool sequence TS is FSW tool, as shown in FIG. , containing a code ('thrust') that specifies the thrust. When thrust control is performed, the value of 'thrust control' is 'yes', and when thrust control is not performed, the value of 'thrust control' is 'no'. Here, the 'thrust control' code including the value 'do' and the 'thrust' code are collectively referred to as a thrust force correction code that instructs correction of the position of the execution tool TE based on the load. If the value of the 'thrust control' code of a shape sequence SS is 'no', then that shape sequence SS is defined not to contain a thrust correction code.
図8、図12A、及び、図12Bを参照すると、ステップS2では、図8のステップS21においてプログラムフォーマットが対話式フォーマットである場合、ステップS22において、当該制御方法において制御プログラム8を実行するプロセッサ3は、工具シーケンスTSの工具名を、実行工具TEを表す命令として取得する。なお、ステップS22では追加の処理として、当該制御方法において、加工プログラム7を実行するプロセッサ3は、工具シーケンスTSの工具名、呼径、サフィックスを取得し、工具データ9を参照して、取得した工具名、呼径、サフィックスの組み合わせに対応するTコードを取得し、取得したTコードに対応する保持部15aに保持された工具ホルダ17を主軸12bに取り付ける処理を行ってもよい。
8, 12A and 12B, in step S2, if the program format is an interactive format in step S21 of FIG. obtains the tool name of the tool sequence TS as a command representing the execution tool TE. In step S22, as additional processing, in the control method, the
ステップS3では、図9のステップS31においてプログラムフォーマットが対話式フォーマットである場合、ステップS33において、当該制御方法において制御プログラム8を実行するプロセッサ3は、工具シーケンスTSの工具名がFSWツールであるか否かを判定し、FSWツールである場合、次の工具シーケンスTSを実行するまで、実行工具TEが摩擦攪拌接合用の工具T1であると判定する(ステップS34)。対話式フォーマットによるプログラムコードは、上述するように、各形状シーケンスSSにおいて推力制御に係るコードを含む。したがって、上述する荷重に基づく実行工具TEの位置の補正(推力制御)を有効にすることは、加工プログラム7の実行工具TEによる加工を規定する部分(形状シーケンスSS)において荷重に基づく実行工具TEの位置の補正を指示する推力補正コードが含まれていると、加工プログラム7の実行工具TEによる摩擦攪拌接合において、実行工具TEにかかる荷重に基づく実行工具TEの位置の補正(推力制御)を実行することを含む。具体的には、ステップS4では、図10のステップS41においてプログラムフォーマットが対話式フォーマットである場合、ステップS42において当該制御方法において制御プログラム8を実行するプロセッサ3は、形状シーケンスSSに推力補正コードを含むか否か判定する。形状シーケンスSSに推力補正コードが含まれている場合(ステップS42でYes)、当該制御方法において制御プログラム8を実行するプロセッサ3は、次の形状シーケンスSSを実行するまで推力制御を実行する(ステップS43)。一方、形状シーケンスSSに推力補正コードを含まれていない場合(ステップS42でNo)、ステップS44において当該制御方法において制御プログラム8を実行するプロセッサ3は、加工プログラム7Aの実行工具TEによる加工を規定する部分(形状シーケンスSS)において、推力制御も位置制御も実行しない。
In step S3, if the program format is an interactive format in step S31 of FIG. If it is the FSW tool, it is determined that the execution tool TE is the tool T1 for friction stir welding until the next tool sequence TS is executed (step S34). The program code in interactive format includes code for thrust control in each shape sequence SS, as described above. Therefore, enabling the correction (thrust force control) of the position of the execution tool TE based on the load described above means that the execution tool TE If the thrust force correction code instructing correction of the position of is included, in the friction stir welding by the execution tool TE of the
ステップS3では、図9のステップS31においてプログラムフォーマットが対話式フォーマットである場合、ステップS33において、当該制御方法において制御プログラム8を実行するプロセッサ3は、工具シーケンスTSの工具名がFSWツールでない場合、実行工具TEが切削加工用の工具T2であると判定する(ステップS35)。このとき、上述する温度に基づく実行工具TEの位置の補正(位置制御)を有効にすることは、温度センサ21a~21cから検出された温度に基づいて、温度センサ21a~21cから検出される温度が基準温度である場合の実行工具TEの刃先の位置からの位置ずれ(熱変位)を推定して、切削加工において位置ずれ(熱変位)に基づく実行工具TEの位置の補正(位置制御)を実行することを含む。具体的には、ステップS5では、図11のステップS51においてプログラムフォーマットが対話式フォーマットである場合、ステップS52において当該制御方法において制御プログラム8を実行するプロセッサ3は、工具シーケンスTSの工具名がFSWツールでない場合、次の工具シーケンスTSを実行するまで位置制御を実行する。
In step S3, if the program format is the interactive format in step S31 of FIG. It is determined that the execution tool TE is the cutting tool T2 (step S35). At this time, enabling the correction (position control) of the position of the execution tool TE based on the temperature described above is based on the temperatures detected by the
加工プログラム7は、図12A及び図12Bの例に限られず、EIA(Electonic Industries Association)/ISO(International Organization for Standardization)フォーマットに基づく加工プログラム7であってもよい。図13A及び図13Bの加工プログラム7のプログラムフォーマットを加工プログラム7Bと呼ぶ。図13Aは、切削加工用の工具T2による加工プログラム7Bを示し、図13Bは、摩擦攪拌接合用の工具T1による加工プログラム7Bを示している。図13A及び図13Bの行番号4のコードを参照すると、EIA/ISOフォーマットに基づく加工プログラム7Bは、M6コード直前に記載されたTコードによって、摩擦攪拌接合用の工具T1と、切削加工用の工具T2とのいずれであるかを判別可能である。
The
具体的には、ステップS2では、図8のステップS21においてプログラムフォーマットがEIA/ISOフォーマットである場合、ステップS23において当該制御方法において制御プログラム8を実行するプロセッサ3は、加工プログラム7BからTコードを実行工具TEを表す命令として取得する。ステップS3では、図9のステップS31においてプログラムフォーマットがEIA/ISOフォーマットである場合、ステップS32において当該制御方法において制御プログラム8を実行するプロセッサ3は工具情報(工具データ9)を参照し、Tコードに対応する工具名を取得する。 Specifically, in step S2, when the program format is the EIA/ISO format in step S21 of FIG. It is obtained as an instruction representing the execution tool TE. In step S3, if the program format is the EIA/ISO format in step S31 of FIG. Get the tool name corresponding to .
図13Aの例では、加工プログラム7Bから読み込まれたTコードがT10であって、工具データ9を参照すると、TコードがT10である実行工具TEの工具名はフェイスミルであるので、実行工具TEが切削加工用の工具T2であると判定する。つまり、図9のステップS33において、当該制御方法において制御プログラム8を実行するプロセッサ3は、工具シーケンスTSの工具名がFSWツールでない場合、実行工具TEが切削加工用の工具T2であると判定する(ステップS35)。図13Bの例では、加工プログラム7Bから読み込まれたTコードがT11であって、工具データ9を参照すると、TコードがT11である実行工具TEの工具名はFSWツールであるので、実行工具TEが切削加工用の工具T2であると判定する。つまり、図9のステップS33において、当該制御方法において制御プログラム8を実行するハードウェアプロセッサ3は、工具シーケンスTSの工具名がFSWツールであるか否かを判定し、FSWツールである場合、次の工具シーケンスTSを実行するまで、実行工具TEが摩擦攪拌接合用の工具T1であると判定する(ステップS34)。
In the example of FIG. 13A, the T code read from the
EIA/ISOフォーマットによるプログラミングでは、位置制御に係る特別なコードをプログラムコードに含むことは要求されないが、推力制御に係る特別なコードをプログラムコードに含むことは要求される。図13Bを参照すると、摩擦攪拌接合用の工具T1による加工プログラム7Bは、M6コードによって摩擦攪拌接合用の工具T1に入れ替える指令の後、推力制御をリセットするM37コード(図13Bの行番号5のコード)を含む。M37コードが呼び出されると、その時点でのM37コードのロードセルの値が推力0として設定される。つまり、M37コードは、荷重センサ20(20X)の値のうち、荷重が0に相当するセンサの出力値を規定する。これによって、ロードセルの組付け、温度上昇等の影響により信号が出ている場合にその信号の値を無視することができる。摩擦攪拌接合用の工具T1による加工プログラム7Bは、その後、推力を指定するBT3500コード(図13Bの行番号6のコード)を含む。摩擦攪拌接合用の工具T1による加工プログラム7Bは、座標指定のコードの後、推力制御を実行するM38コード(図13Bの行番号13のコード)を含む。摩擦攪拌接合用の工具T1による加工プログラム7Bは、摩擦攪拌接合用の工具T2の移動のコードの後、推力制御を解除するM39コード(図13Bの行番号17のコード)を含む。ここで、M37コードとBT3500コードとM38コードとを総称して、荷重に基づく実行工具TEの位置の補正を指示する推力補正コードと呼ぶ。
Programming according to the EIA/ISO format does not require a special code for position control to be included in the program code, but requires a special code for thrust control to be included in the program code. Referring to FIG. 13B, the
EIA/ISOフォーマットによるプログラムコードは、Tコードに対応する工具名がFSWツールでなければ、上述する位置制御がデフォルトで実行される。ただし、Tコードに対応する工具名がFSWツールでなく、EIA/ISOフォーマットによるプログラムコードが推力補正コードを含んでいれば、複合加工装置1は、例えば、「プログラムには無効なM37コード(または、BT3500コード、M38コード、M39コード)が含まれていますが、無視しました」などのエラーメッセージを表示して推力補正コードを無視し、位置制御を実行する。また、Tコードに対応する工具名がFSWツールである場合、EIA/ISOフォーマットによるプログラムコードが推力補正コードを含んでいれば、そのコードに従って推力制御を実行する。Tコードに対応する工具名がFSWツールであってEIA/ISOフォーマットによるプログラムコードが推力補正コードを含んでいない場合、複合加工装置1は、位置制御と推力制御とのいずれも実行しない。
In the EIA/ISO format program code, the position control described above is executed by default unless the tool name corresponding to the T code is the FSW tool. However, if the tool name corresponding to the T code is not an FSW tool and the program code in the EIA/ISO format contains a thrust force correction code, the
したがって、図13Aに示される加工プログラム7Bが温度センサ21a~21cから検出された温度に基づく実行工具TEの位置の補正に関するコードを何ら含んでいないことは、制御プログラム8を実行するプロセッサ3が位置制御を実行しないことを意味しない。実行工具TEが切削加工用の工具T2であるときの、温度に基づく実行工具TEの位置の補正(位置制御)を有効にすることは、温度センサ21a~21cから検出された温度に基づいて、温度センサ21a~21cから検出される温度が基準温度である場合の実行工具TEの刃先の位置からの位置ずれ(熱変位)を推定して、切削加工において位置ずれ(熱変位)に基づく実行工具TEの位置の補正(位置制御)を実行することを含む。具体的には、ステップS5では、図11のステップS51においてプログラムフォーマットがEIA/ISOフォーマットであって加工プログラム7によって呼び出させる加工プロセスのコードが推力補正コードを含んでいない場合(ステップS53でNo)、ステップS52において当該制御方法において制御プログラム8を実行するプロセッサ3は、加工プログラム7Bの実行工具TEによる加工を規定する部分において、位置制御を実行する。つまり、当該制御方法において制御プログラム8を実行するプロセッサ3は、M6コードによって工具が他の工具に入れ替わるかM30コードによって加工プログラム7Bが終了するまで位置制御を実行する。
Therefore, the fact that the
一方、例えば、図13BのコードにおいてTコードがT11ではなくてT10であった場合のように、ステップS5に係る図11のステップS51においてプログラムフォーマットがEIA/ISOフォーマットであって加工プログラム7によって呼び出させる加工プロセスのコードが推力補正コードを含む場合(ステップS53でYes)、ステップS54において当該制御方法において制御プログラム8を実行するプロセッサ3は、加工プログラム7Bの実行工具TEによる加工を規定する部分において、荷重に基づく実行工具TEの位置の補正を指示する推力補正コードが含まれていても、推力補正コードを無視する。つまり、温度に基づく実行工具TEの位置の補正(位置制御)を有効にすることは、加工プログラム7Bの実行工具TEによる加工を規定する部分において、荷重に基づく実行工具TEの位置の補正を指示する推力補正コードが含まれていても、推力補正コードを無視することを含む。その後、ステップS55において当該制御方法において制御プログラム8を実行するプロセッサ3は、表示装置10bにエラーメッセージを表示させる。つまり、温度に基づく実行工具TEの位置の補正(位置制御)を有効にすることは、加工プログラム7Bの実行工具TEによる加工を規定する部分において、荷重に基づく実行工具TEの位置の補正を指示する推力補正コードが含まれていると、エラーメッセージを報知することを含む。ステップS55の処理が終了すると、当該制御方法において制御プログラム8を実行するプロセッサ3は、ステップS52を実行する。
On the other hand, for example, as in the case where the T code is T10 instead of T11 in the code of FIG. 13B, in step S51 of FIG. If the code of the machining process to be executed includes a thrust force correction code (Yes in step S53), the
また、ステップS4に係る実行工具TEにかかる荷重に基づく実行工具TEの位置の補正(推力制御)を有効とすることは、ステップS41においてプログラムフォーマットがEIA/ISOフォーマットであるときに、加工プログラム7Bの実行工具TEによる加工を規定する部分において、推力補正コードが含まれていると(ステップS45でYes)推力補正コードを実行する(ステップS43)ことを含む。具体的には、当該制御方法において制御プログラム8を実行するプロセッサ3は、M38コードが呼び出されてからM39コードまたはM30コードが呼び出されるまで推力補正コードに基づく推力制御を実行する。
Enabling the correction of the position of the tool TE (thrust control) based on the load applied to the tool TE in step S4 is performed when the program format is the EIA/ISO format in step S41. includes executing the thrust force correction code (step S43) if the thrust force correction code is included in the portion that defines the machining by the execution tool TE (step S45: Yes). Specifically, the
一方、例えば、図13AのコードにおいてTコードがT10ではなくてT11であった場合のように、ステップS4に係る図9のステップS41においてプログラムフォーマットがEIA/ISOフォーマットであって加工プログラム7によって呼び出させる加工プロセスのコード(加工プログラム7Bの実行工具TEによる加工を規定する部分)において推力補正コードを含まれていない場合(ステップS45でNo)、ステップS44において当該制御方法において制御プログラム8を実行するプロセッサ3は、加工プログラム7Bの実行工具TEによる加工を規定する部分において、推力制御も位置制御も実行しない。つまり、荷重に基づく実行工具TEの位置の補正(推力制御)を有効にすることは、加工プログラム7Bの実行工具TEによる加工を規定する部分において推力補正コードが含まれていないと、実行工具TEにかかる荷重に基づく実行工具TEの位置の補正(推力制御)も温度に基づく実行工具TEの位置の補正(推力制御)も実行しないことを含む。このとき、当該制御方法において制御プログラム8を実行するプロセッサ3は、実行工具TEを移動させるコード(図13A、図13Bの行番号14のコード)のみに基づいて実行工具TEを移動させる。
On the other hand, for example, as in the case where the T code is T11 instead of T10 in the code of FIG. 13A, in step S41 of FIG. If the code of the machining process to be executed (the portion of the
制御プログラム8は、工具データ9に登録された工具情報を編集する機能も有している。具体的には、当該制御方法において制御プログラム8を実行するプロセッサ3は、図7A及び図7Bの一行目に示された項目に対応するテキスト、アイコンなどのインジケータと、図7A及び図7Bの二行目に示された内容に対応するテキストボックス、リストボックスなどの入力フォームとを表示装置10bに表示する処理を実行する。当該制御方法において制御プログラム8を実行するプロセッサ3は、入力フォームにおいてユーザが入力インタフェース10aを介して入力した情報を、メモリ4に記憶する処理を実行させる。つまり、当該制御方法において制御プログラム8を実行するプロセッサ3は、ユーザによって入力された工具情報を記憶手段に記憶する処理を実行させる。なお、入力インタフェース10aと表示装置10bとは、ユーザによって前記工具情報を入力するためのインタフェースである。
<本実施形態における複合加工装置の制御方法の特徴及び効果>
本実施形態にかかる複合加工装置1及びその制御方法は、実行工具TEが切削加工用の工具T2であると判定すると、切削加工において複合加工装置1または切削加工用の工具T2に設けられた温度センサ21a~21cから検出された温度に基づく実行工具TEの位置の補正を有効とすることを含む。本実施形態にかかる複合加工装置1及びその制御方法は、実行工具TEが摩擦攪拌接合用の工具T1であると判定すると、摩擦攪拌接合において複合加工装置1または摩擦攪拌接合用の工具T1に設けられた荷重センサ20(20X)から検出された実行工具TEにかかる荷重に基づく実行工具TEの位置の補正を有効とすることを含む。したがって、工具の種類に応じて位置制御と推力制御を自動で切り替えることを可能とする。
<変形例>
上述の実施形態では、複合加工装置1が対話式フォーマットとEIA/ISOフォーマットとの両方のプログラムフォーマットに対応する例を示しているが、いずれか一方のみのプログラムフォーマットのみに対応するものであってもよい。その場合、図8~10において、ステップS21、S41、S51が省略され、複合加工装置1が対応しないプログラムフォーマットの処理が省略されてもよい。The
<Characteristics and Effects of Control Method for Multi-tasking Machine in Present Embodiment>
In the
<Modification>
In the above-described embodiment, the
上述の実施形態では、複合加工装置1が立形マシニングセンターである例を示しているが、複合加工装置1が横形マシニングセンター、旋盤、付加製造装置を含む複合加工装置においても、切削加工と摩擦攪拌接合とをともに可能であれば、本実施形態の内容は適用可能である。
In the above-described embodiment, an example in which the
上述の数値制御装置2の制御プログラム8のロジックの一部または全ての機能が専用のプロセッサや集積回路によって実現されてもよい。上述の制御プログラム8は、数値制御装置2に内蔵されたメモリ4にとどまらず、フロッピーディスク、光ディスク、CD-ROMおよび磁気ディスク等のディスク、SDカード、USBメモリ、外付けハードディスクなど数値制御装置2から取り外し可能で、数値制御装置2に読み取り可能な記憶媒体に記録されたものであってもよい。
A part or all of the functions of the logic of the
本願においては、「備える」およびその派生語は、構成要素の存在を説明する非制限用語であり、記載されていない他の構成要素の存在を排除しない。これは、「有する」、「含む」およびそれらの派生語にも適用される。 As used herein, "comprising" and its derivatives are open-ended terms describing the presence of elements and do not exclude the presence of other elements not listed. This also applies to the words "having", "including" and their derivatives.
「~部材」、「~部」、「~要素」、「~体」、および「~構造」という文言は、単一の部分や複数の部分といった複数の意味を有し得る。 The terms "member", "part", "element", "body" and "structure" can have multiple meanings such as single part and multiple parts.
「第1」や「第2」などの序数は、単に構成を識別するための用語であって、他の意味(例えば特定の順序など)は有していない。例えば、「第1要素」があるからといって「第2要素」が存在することを暗に意味するわけではなく、また「第2要素」があるからといって「第1要素」が存在することを暗に意味するわけではない。 Ordinal numbers such as "first" and "second" are merely terms to identify configurations and have no other meaning (eg, a particular order, etc.). For example, the presence of a "first element" does not imply the existence of a "second element", nor does the presence of a "second element" imply the existence of a "first element". does not imply that
程度を表す「実質的に」、「約」、および「およそ」などの文言は、実施形態に特段の説明がない限りにおいて、最終結果が大きく変わらないような合理的なずれ量を意味し得る。本願に記載される全ての数値は、「実質的に」、「約」、および「およそ」などの文言を含むように解釈され得る。 Words such as "substantially," "about," and "approximately," expressing degrees, can mean a reasonable amount of deviation such that the end result does not change significantly, unless the embodiment specifically states otherwise. . All numerical values set forth in this application may be interpreted to include words such as "substantially," "about," and "approximately."
本願において「A及びBの少なくとも一方」という文言は、Aだけ、Bだけ、及びAとBの両方を含むように解釈されるべきである。 In this application, the phrase "at least one of A and B" should be interpreted to include only A, only B, and both A and B.
上記の開示内容から考えて、本発明の種々の変更や修正が可能であることは明らかである。したがって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、本願の具体的な開示内容とは別の方法で本発明が実施されてもよい。 Obviously, many variations and modifications of the present invention are possible in view of the above disclosure. Accordingly, the present invention may be practiced otherwise than as specifically disclosed herein without departing from the spirit of the invention.
Claims (16)
前記複合加工装置に取付可能な複数の工具のそれぞれが、前記切削加工用の工具と、前記摩擦攪拌接合用の工具とのいずれであるかを表す工具情報を前記複合加工装置のハードウェアプロセッサが前記複合加工装置の記憶手段から読み出し、
前記複数の工具のうち、前記複合加工装置によって実行される加工プログラムによって呼び出される実行工具を表す命令を前記ハードウェアプロセッサが前記加工プログラムから読み取り、
前記工具情報及び前記命令に基づいて、前記実行工具が前記切削加工用の工具と前記摩擦攪拌接合用の工具のうちのいずれであるかを前記ハードウェアプロセッサが判定し、
前記実行工具が前記切削加工用の工具であると判定すると、前記ハードウェアプロセッサが前記切削加工において前記複合加工装置に設けられた温度センサから検出された温度に基づく前記実行工具の位置の補正を有効とし、
前記実行工具が前記摩擦攪拌接合用の工具であると判定すると、前記ハードウェアプロセッサが前記摩擦攪拌接合において前記実行工具にかかる荷重を求め、前記荷重に基づく前記実行工具の位置の補正を有効とする、
ことを含む、制御方法。
A control method for a multi-tasking device for performing cutting and friction stir welding, comprising:
A hardware processor of the multi-tasking apparatus receives tool information indicating whether each of a plurality of tools attachable to the multi-tasking apparatus is the cutting tool or the friction stir welding tool. reading from the storage means of the multi-tasking machine ,
the hardware processor reads, from the machining program, an instruction representing an execution tool called by a machining program executed by the multi-tasking machine, among the plurality of tools ;
Based on the tool information and the command, the hardware processor determines whether the execution tool is the cutting tool or the friction stir welding tool;
When determining that the execution tool is the cutting tool, the hardware processor corrects the position of the execution tool based on the temperature detected by the temperature sensor provided in the multitasking apparatus during the cutting. enable and
When the execution tool is determined to be the friction stir welding tool, the hardware processor obtains the load applied to the execution tool in the friction stir welding, and validates the correction of the position of the execution tool based on the load. do,
control method, including
請求項1に記載の制御方法。
Determining the load applied to the execution tool includes obtaining the load detected by a load sensor provided in the multitasking apparatus or the friction stir welding tool,
The control method according to claim 1.
請求項1に記載の制御方法。
wherein the correction of the position of the execution tool based on the load is correction of the position of the execution tool in the rotational axis direction;
The control method according to claim 1.
請求項1に記載の制御方法。
Enabling the correction of the position of the execution tool based on the temperature is based on the temperature detected by the temperature sensor, and the temperature detected by the temperature sensor is a reference temperature. estimating a positional deviation from the position of the cutting edge, and correcting the position of the execution tool based on the positional deviation in the cutting;
The control method according to claim 1.
請求項5に記載の制御方法。
Enabling the correction of the position of the execution tool based on the temperature includes a thrust force correction code instructing correction of the position of the execution tool based on the load in a portion of the machining program that defines machining by the execution tool. said hardware processor ignoring said thrust correction code even if it contains
The control method according to claim 5 .
Enabling the correction of the position of the execution tool based on the temperature includes a thrust force correction code instructing correction of the position of the execution tool based on the load in a portion of the machining program that defines machining by the execution tool. 7. The control method of claim 6 , comprising outputting an error message by the hardware processor if .
To enable correction of the position of the execution tool based on the load, a thrust force correction code instructing correction of the position of the execution tool based on the load is included in the portion of the machining program that defines machining by the execution tool. 8. A control method as claimed in any preceding claim, comprising executing the thrust correction code when included.
Enabling the correction of the position of the execution tool based on the load means that if the thrust force correction code is not included in the portion of the machining program that defines machining by the execution tool, the load applied to the execution tool is 9. The control method of claim 8 , comprising performing neither a correction of the position of the effective tool based on nor the correction of the position of the effective tool based on the temperature.
8. The control method according to any one of claims 1 to 7 , further comprising storing said tool information entered by a user in said storage means.
8. Any one of claims 1 to 7 , wherein correcting the position of the execution tool based on the load applied to the execution tool includes feedback correcting the position of the execution tool so that the load does not substantially change. Described control method.
A program comprising instructions that, when executed by said hardware processor, cause said hardware processor to execute the process of the control method according to any one of claims 1 to 7 .
前記切削加工用の工具と前記摩擦攪拌接合用の工具との両方を取付け可能な主軸と、
前記主軸と前記摩擦攪拌接合用の工具との少なくとも一方に設けられ、前記荷重を検出するための荷重センサと、
前記温度センサと、
を備える、複合加工装置。
a numerical control device comprising the hardware processor for executing the processing of the control method according to any one of claims 1 to 7 and the storage means;
a spindle on which both the cutting tool and the friction stir welding tool can be attached;
a load sensor provided on at least one of the spindle and the friction stir welding tool for detecting the load;
the temperature sensor;
A multi-tasking device comprising:
前記工具マガジンと前記主軸との間で工具を交換するように構成される工具交換装置と、
をさらに備える、請求項13に記載の複合加工装置。
a tool magazine capable of storing both the cutting tools and the friction stir welding tools;
a tool changer configured to change tools between the tool magazine and the spindle;
14. The multi-tasking apparatus of claim 13 , further comprising:
請求項13に記載の複合加工装置。
further comprising an interface for inputting said tool information by a user;
The composite machining apparatus according to claim 13 .
前記数値制御装置は、前記メモリに記憶された請求項12に記載のプログラムをさらに含む、
請求項13に記載の複合加工装置。 The storage means is a memory,
The numerical controller further includes the program according to claim 12 stored in the memory,
The composite machining apparatus according to claim 13 .
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